精馏集成技术提取加氢裂解碳九芳烃中轻碳九馏分的研究

论文摘要

本文简要概括了乙烯生产过程中副产物加氢裂解C9芳烃的开发利用前景,系统总结了加氢裂解C9芳烃的生产现状、用途及深加工工艺技术。提出了采用两种精馏集成技术提取加氢裂解C9芳烃中轻C9馏分的工艺路线。其中,方案一采用连续精馏和萃取精馏相结合提取轻C9馏分；方案二采用连续多股侧线出料精馏和萃取精馏相结合提取轻C9馏分,为歧化反应生产二甲苯提供原料。在方案一中,在前期工作的基础上,以连续精馏塔塔顶含量较低的轻C9馏分富集液为原料,采用萃取精馏法进一步提高轻C9馏分的含量,考察了理论板数、原料进料量、原料进料温度、回流比和塔顶出料量等因素对萃取精馏过程的影响。经过正交试验优化,得到萃取精馏塔适宜的操作条件,即理论板数为44块,原料进料量为2.0g·min-1,原料进料温度为25℃,塔顶出料量为1.7 g·min-1,回流比为5。此时,塔顶产品中轻C9馏分的质量含量为98.87%,收率达95.24%。在方案二中,首先,采用ASPEN PLUS流程模拟软件对连续多股侧线出料精馏和萃取精馏相结合提取高纯度轻C9馏分的工艺进行模拟计算,经计算优化得到连续多股侧线精馏塔和萃取精馏塔的最佳操作参数,在最佳条件下,可将轻C9馏分的质量含量提高到99.57%,收率达94.73%。其次,建立了连续多股侧线出料精馏和萃取精馏实验装置,考察了精馏过程中各操作参数对分离效果的影响,在最佳操作条件下,轻C9馏分的质量含量可提高到99.26%,收率达92.44%。最后,将实验值与计算机模拟值进行分析比较,结果表明：模拟值和实验值之间的相对误差较小,结果基本一致。同时,将方案一与方案二进行比较,优选方案二。本文所采用的连续多股侧线出料精馏和萃取精馏相结合提取高纯度轻C9馏分的工艺,为进一步中试研究提供参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 9芳烃的性质'>1.1 加氢裂解C₉芳烃的性质
• 9芳烃的生产现状'>1.2 加氢裂解C₉芳烃的生产现状
• 9芳烃的用途'>1.3 加氢裂解C₉芳烃的用途
• 9芳烃石油树脂'>1.3.1 生产C₉芳烃石油树脂
• 1.3.1.1 橡胶工业中的应用
• 1.3.1.2 在涂料工业中的应用
• 1.3.1.3 在包装材料中的应用
• 1.3.2 制备芳烃溶剂油
• 1.3.3 生产混合二甲苯
• 1.4 国内外研究方法的主要方法
• 1.4.1 连续精馏法
• 1.4.2 深冷结晶法
• 1.4.3 萃取抽提/异构化法
• 1.4.4 偏三甲苯异构化法
• 1.4.5 烷基转移法
• 1.4.6 萃取精馏法
• 1.4.7 烷基化和精馏结合的方法
• 1.4.8 精密精馏和深冷结晶结合的方法
• 1.4.9 国内外研究方法的比较
• 1.5 本文的研究内容
• 第2章 萃取精馏实验的研究
• 2.1 实验方案的确定
• 2.2 实验装置及分析方法
• 2.2.1 实验装置
• 2.2.2 分析方法
• 2.3 萃取精馏塔操作条件对分离效果影响的研究
• 2.3.1 理论板数（N）变化对分离效果的影响
• 2.3.2 原料进料量（F）变化对分离效果的影响
• f）变化对分离效果的影响'>2.3.3 原料进料温度（T_f）变化对分离效果的影响
• 2.3.4 回流比（R）变化对分离效果的影响
• 2.3.5 塔顶出料量（D）变化对分离效果的影响
• 2.4 正交试验优化
• 2.5 本章小结
• 9馏分的模拟研究'>第3章 连续多股侧线出料精馏与萃取精馏相结合提取轻C₉馏分的模拟研究
• 3.1 模拟方案及热力学模型的选取
• 3.1.1 模拟方案
• 3.1.2 热力学模型的选取
• 3.2 连续多股侧线出料精馏塔（T1）操作条件对分离效果影响的模拟研究
• 3.2.1 进料位置（NF）变化对分离效果的影响
• 3.2.2 侧线出料位置（ND2）变化对分离效果的影响
• 3.2.3 理论板数（N）变化对分离效果的影响
• 3.2.4 回流比（R）变化对分离效果的影响
• 3.2.5 侧线出料量（D2）变化对分离效果的影响
• 3.3 萃取精馏塔（T2）操作条件对分离效果影响的模拟研究
• 3.3.1 萃取剂进料位置（NS）变化对分离效果的影响
• 3.3.2 原料进料位置（NF）变化对分离效果的影响
• 3.3.3 溶剂比（S/F）变化对分离效果的影响
• 3.3.4 回流比（R）变化对分离效果的影响
• 3.4 本章小结
• 9馏分的实验研究'>第4章 连续多股侧线出料精馏与萃取精馏相结合提取轻C₉馏分的实验研究
• 4.1 连续多股侧线出料精馏实验的研究
• 4.1.1 实验装置
• 4.2 分析方法
• 4.3 连续多股侧线出料精馏塔操作参数的研究
• 4.3.1 提馏段塔板数（N3）变化对分离效果的影响
• 4.3.2 第二精馏段塔板数（N2）变化对分离效果的影响
• 4.3.3 第一精馏段塔板数（N1）变化对分离效果的影响
• 4.3.4 进料量（F）变化对分离效果的影响
• 4.3.5 侧线出料量（D2）变化对分离效果的影响
• 4.3.6 回流比（R）变化对分离效果的影响
• 4.4 萃取精馏实验的研究
• 4.4.1 实验方案的确定
• 4.5 实验装置及分析方法
• 4.5.1 实验装置
• 4.5.2 分析方法
• 4.6 萃取精馏塔操作参数的研究
• 4.6.1 理论板数（N）变化对分离效果的影响
• 4.6.2 原料进料量（F）变化对分离效果的影响
• 4.6.3 塔顶出料量（D）变化对分离效果的影响
• 4.6.4 溶剂比（S/F）变化对分离效果的影响
• 4.6.5 回流比（R）变化对分离效果的影响
• 4.7 模拟值与实验值的分析比较
• 4.8 方案一与方案二的分析比较
• 4.9 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 附录 符号说明
• 参考文献
• 攻读硕士期间成果
• 致谢